10 החברות המובילות בתחום הסוללות
מהי סוללת מצב מוצק?
סוללות במצב מוצק הן סוג של טכנולוגיית סוללה. בניגוד לסוללות הליתיום-יון וסוללות הליתיום-יון הפולימריות הנפוצות כיום, סוללת מצב מוצק היא סוללה המשתמשת באלקטרודות מוצקות ובאלקטרוליטים מוצקים.
מכיוון שהקהילה המדעית מאמינה שסוללות ליתיום-יון הגיעו לגבולותיהן, סוללות מצב מוצק נחשבו כסוללות שיכולות לרשת את סוללות הליתיום-יון בשנים האחרונות. טכנולוגיית סוללת ליתיום במצב מוצק משתמשת בתרכובת זכוכית העשויה מליתיום ונתרן כחומר מוליך כדי להחליף את האלקטרוליט של סוללות ליתיום קודמות, מה שמגדיל מאוד את צפיפות האנרגיה של סוללות ליתיום.
ביונים במצב מוצק, סוללת מצב מוצק היא סוללה המשתמשת באלקטרודות מוצקות ובאלקטרוליט מוצק. לסוללות מצב מוצק יש בדרך כלל צפיפות הספק נמוכה יותר וצפיפות אנרגיה גבוהה יותר. מכיוון שלסוללות מצב מוצק יש יחס הספק למשקל גבוה יחסית, הן מהוות סוללה אידיאלית לכלי רכב חשמליים.
בשנת 2030, סוללות ליתיום-יון כבר לא יהיו הזרם המרכזי של סוללות רכב חשמלי, אבל עדיין יהיה להן מקום בחלק מהרכיבים האלקטרוניים. לפי החישובים של SNE Research, שוק הסוללות במצב מוצק במדינה שלי צפוי להגיע ל-3 מיליארד יואן ב-2025 ול-20 מיליארד יואן ב-2030.
סוללות ליתיום נוזלי מסורתיות נקראות גם "סוללות כיסא נדנדה" על ידי מדענים. שני הקצוות של כסא הנדנדה הם הקטבים החיובי והשלילי של הסוללה, והאלקטרוליט (הנוזל) נמצא באמצע. יוני ליתיום הם כמו ספורטאים מצוינים, רצים הלוך ושוב בשני הקצוות של כיסא הנדנדה. במהלך תנועת יוני הליתיום מהאלקטרודה החיובית אל האלקטרודה השלילית ולאחר מכן חזרה אל האלקטרודה החיובית, מסתיים תהליך הטעינה והפריקה של הסוללה.
העיקרון של סוללות במצב מוצק זהה, פרט לכך שהאלקטרוליט מוצק, וצפיפותו ומבנהו יכולים לאפשר ליונים טעונים יותר להתאסף בקצה אחד, להוביל זרם גדול יותר, וכך להגדיל את קיבולת הסוללה. לכן, עם אותו הספק, הגודל של סוללות מצב מוצק ילך ויקטן. לא רק זה אלא מכיוון שאין אלקטרוליט בסוללות במצב מוצק, האחסון יהפוך לקל יותר. בשימוש בציוד גדול כמו מכוניות, אין צורך להוסיף צינורות קירור נוספים, בקרות אלקטרוניות וכו', מה שלא רק חוסך בעלויות אלא גם מפחית ביעילות את המשקל
היתרונות של סוללות מוצק
יתרון 1
אוֹר- צפיפות אנרגיה גבוהה. לאחר שימוש באלקטרוליטים מוצקים, מערכת החומרים הרלוונטית של סוללות ליתיום-יון תשתנה גם היא. נקודת הליבה היא שאין צורך להשתמש באלקטרודות שליליות של גרפיט משובצות בליתיום אלא להשתמש ישירות בליתיום מתכתי בתור האלקטרודה השלילית, מה שיכול להפחית משמעותית את הלחץ של חומר האלקטרודה השלילית. במינון, צפיפות האנרגיה של הסוללה כולה משופרת משמעותית.
יתרון 2
רזה- מידה קטנה. בסוללות ליתיום-יון מסורתיות נדרשים מפרידים ואלקטרוליטים, שיחד מהווים קרוב ל-40% מנפח הסוללה ו-25% מהמסה שלה. אם הם יוחלפו באלקטרוליטים מוצקים (בעיקר מערכות חומרים קרמיים אורגניים ואי-אורגניים), ניתן לקצר את המרחק בין האלקטרודות החיוביות והשליליות (שמלאו באופן מסורתי על ידי אלקטרוליט מפריד, כעת מלא באלקטרוליט מוצק)
יותר מעשרה מיקרון, ניתן להקטין מאוד את עובי הסוללה - לכן טכנולוגיית סוללה במצב מוצק היא הדרך היחידה למזער ולדלדל את הסוללה.
יתרון 3
הסיכוי לגמישות. לעתים קרובות ניתן לכופף גם חומרים קרמיים שבירים כאשר העובי מצטמצם לפחות ממילימטר, והחומר הופך גמיש. בהתאם, גם הגמישות של סוללות כל-מצב מוצק תשתפר משמעותית לאחר דילול ודילול. על ידי שימוש בחומרי אריזה מתאימים (לא קונכיות נוקשות), הסוללות יכולות לעמוד במאות עד אלפי עיקולים תוך הבטחת ביצועים. אין הנחתה.
יתרון 4
בטוח יותר. הסכנות הבאות עלולות להתרחש בסוללות ליתיום מסורתיות:
(1) דנדריטים של ליתיום עשויים להופיע בעת עבודה תחת זרמים גבוהים, אשר עלולים לנקב את הסרעפת ולגרום לנזק קצר חשמלי.
(2) האלקטרוליט הוא נוזל אורגני, העובר תגובות לוואי, פירוק חמצוני וייצור בטמפרטורות גבוהות. הגזים והנטייה לבעירה יחריפו. באמצעות טכנולוגיית סוללה במצב מוצק, ניתן לפתור ישירות את שתי הבעיות הנ"ל.
10 החברות המובילות בתחום הסוללות
CATL: חברת סוללות החשמל המובילה בעולם, שעוסקת עמוקות בסוללות מצב מוצק מזה שנים רבות ומאמצת את מסלול הטכנולוגיה של סולפיד מצב מוצק אלקטרוליטים.
BYD: סוללות מוצק בפיתוח עצמי, תוך שימוש בטכנולוגיית תחמוצת, המותגים היוקרתיים שלה עשויים להיות הראשונים להשתמש בסוללות מוצק מפותחות.
אנרגיה של צ'ינגטאו: המובילה המובילה בסין בתיעוש סוללות מצב מוצק, המתמקדת בטרנספורמציה תעשייתית של טכנולוגיות חומרי אנרגיה מובילות, מימשה את התיעוש של סוללות ליתיום מוצק ובנתה את קו הייצור הראשון של סוללות ליתיום במצב מוצק במדינה.
Huineng טכנולוגיה: חברת סוללות מוצק מובילה, המשתמשת בטכנולוגיית אלקטרוליטים מוצקים ליתיום קרמיקה, בעלת כושר ייצור מתוכנן של 120GWh.
ויילן אנרגיה חדשה: תוך התמקדות במחקר ופיתוח וייצור של סוללות מצב מוצק, היא משתפת פעולה עם NIO וחברות רכב אחרות, ומתכננת להשיג ייצור המוני של סוללות מוצקות ב-2024.
Tailan אנרגיה חדשה: אימוץ מסלול טכנולוגיית התחמוצת, כושר הייצור הכולל יכול להגיע ל-12.2GWh, וקיבל מאות מיליוני יואן במימון לפני סבב B.
Lingxin חדשאֵנֶרְגִיָה: באמצעות טכנולוגיית אלקטרוליטים של פולימר ג'ל, היא מתכננת לבנות פרויקט סוללת ג'ל פולימר עם קיבולת גדולה של 20GWh.
גנפנג ליתיום: חברת הבת שלה Ganfeng Lithium השלימה אספקה של אצווה ראשונה של כלי רכב חשמליים המצוידים בסוללות מוצק ומתכננת לבנות את בסיס ייצור הסוללות המוצק הגדול ביותר בסין.
Sanxiang חומרים מתקדמים: ניתן להשתמש במוצרי הזירקוניה של החברה בחומרים הקשורים לסוללה במצב מוצק.
Highpower Technology: היצמדו לחקירה וחפירה של טכנולוגיה חדשנית, שתפו פעולה עם אוניברסיטת מרכז דרום, אוניברסיטת סאן יאט-סן ואוניברסיטאות אחרות, ומחויבים למחקר ופיתוח של סוללות מוצק.
בשנים האחרונות, סוללות מצב מוצק משכו את תשומת הלב של ענקיות הסוללות הגדולות ברחבי העולם כמו גם של סטארט-אפים והון רבים. יש חדשות תמידיות על פריצות דרך טכנולוגיות מחברות שונות, ותהליך התיעוש מתקדם בהתמדה.
